Ka/Ks与进化选择压力

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所属分类:Evolution

在遗传学中,Ka/Ks或者dN/dS表示的是异意替换(Ka)和同意替换(Ks)之间的比例。这个比例可以判断是否有选择压力作用于这个蛋白质编码基因。
不导致氨基酸改变的核苷酸变异我们称为同义突变,反之则称为非同义突变。一般认为,同义突变不受自然选择,而非同义突变则受到自然选择作用。在进化分析中,了解同义突变和非同义突变发生的速率是很有意义的。常用的参数有以下几种:同义突变频率 (Ks)、非同义突变频率(Ka)、非同义突变率与同义突变率的比值(Ka/Ks)。如果Ka/Ks>1,则认为有正选择效应。如果Ka /Ks=1,则认为存在中性选择。如果Ka/Ks<1,则认为有纯化选择作用。

计算方法:

Ks = 同义突变SNP数/同义位点数, 即同义突变率
Ka = 非同义突变SNP数/非同义位点数, 即非同义突变率

同义突变SNP数= Σ同义SNP
非同义突变SNP数= Σ非同义SNP
同义位点数= Σ同义位点
非同义位点数= Σ非同义位点

Ka>>Ks或者Ka/Ks >> 1,基因受正选择(positive selection)
Ka=Ks或者Ka/Ks =1,基因中性进化(neutral evolution)
Ka<<Ks或者Ka/Ks << 1,基因受纯化选择(purify selection)

用于计算Ka/Ks的软件:KaKs_Calculator

软件下载地址:http://code.google.com/p/kaks-calculator/

相关论文:Zhang Z, Li J, Zhao XQ, Wang J, Wong GK, Yu J: KaKs Calculator: Calculating Ka and Ks through model selection and model averagingGenomics Proteomics Bioinformatics 2006 , 4:259-263.

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